京津冀地区耕地重金属污染评估及影响因素研究

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耕地土壤重金属污染问题是目前社会广泛关注的热点,本文针对京津冀地区耕地土壤中铜、锌、铅、镉、铬、镍、汞、砷八项重金属的污染现状进行了系统的评估,分析了对影响重金属污染的因素,并初步提出了不同影响因素对重金属污染的贡献程度计算方法,对全面了解京津冀地区耕地污染状况,进一步防控耕地重金属污染具有重要的意义。  1.研究区土壤环境质量状况良好,重金属总体超标率仅为3.88%。Cd超标率最高,为1.46%。八项重金属平均含量均低于全国背景。但三地重金属都存在局部污染严重的问题,Hg受人为因素影响最为强烈。京津冀三地土壤重金属平均含量及超标情况存在差异,Cd含量均增长显著,达到了80%以上。研究区重金属高值区分布有所差异,但总体趋势均趋于经济较为发达的城市周边及部分河流流域。  2.研究区土壤重金属分类结果主要为Ⅱ类,土壤环境质量处于安全水平。重金属Cr、Hg、NiⅠ、Ⅱ类土壤分布相当,部分地区呈累积趋势;Cd、As、Pb、Zn土壤分类结果主要为Ⅱ类,累积趋势明显;重金属Zn、Ni、Hg、AsⅣ类点位分布比较集中,主要聚集在天津境内河流流域,呈明显的超标累积趋势,存在一定的风险,应引起足够重视。  3.对研究区内土壤重金属影响因素的分析发现,自然因素(土壤类型)对重金属污染的贡献较小,主要影响因素为人为因素。从整个研究区来看,重金属Cu、As受污水灌溉的影响较大;长期施用有机肥会使土壤中重金属过量沉积而引发土壤重金属污染;重金属Cd、Pb、Zn的高值分布与排污企业集聚区分布一致,说明工业生产是造成土壤重金属累积的因素之一。随机森林对天津某区土壤重金属污染状况所构建的模型对八项重金属的空间变异可解释性均达到较显著水平。结果表明,重金属Cd主要受粮食单产产量的影响,Pb变异来源较复杂,Hg最主要的变异源为污水灌溉与工业生产,Cu、Zn、Ni、As的首要变异源均为畜禽粪便的使用,且Cu的变异还与污水灌溉紧密相关。
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